工业厂房设计及施工大全11篇

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篇（1）

中图分类号： TU318 文献标识码： A

前言

随着经济的迅猛发展，工业厂房设计也提出了更高的要求。而钢结构的优点是节材高效,制造安装运输简便,工期短,可拆迁,定型批量生产易于实现商品化等,近年来发展迅速,，钢结构工业厂房应用日益广泛。

一、工业厂房钢结构设计时要注意的问题

1、防火设计虽然钢结构具有很多优点，但是其防火能力很差，受温度影响大。钢结构受热在100℃到250℃之间时，随着温度的升高，钢结构的抗拉强度降低、塑性增大；温度达到250℃ 左右时，钢结构的抗拉强度有轻度的提高，但塑性继续降低，出现“蓝脆现象”；当温度超过250℃ 时，钢结构就会出现“徐变现象”；当温度达到500℃ 时，钢结构的强度极低，发生塌落，造成生产破坏，经济损失，甚至人员伤亡。所以，钢结构的隔热和防火设计极其重要。设计人员应当正确定义工业厂房的火灾危险性类别，确定厂房的防火等级，严格按照规范要求，使钢构件达到防火等级的要求，选用恰当的方法对钢结构采取有效防火保护，使钢结构的耐火极限达到规范规定的要求，防止钢结构在遇到火火灾时发生变形，甚至塌落。目前，最常用的方法是在钢结构表面涂覆防火涂料，提高钢构件的耐火极限。另外，设计人员还要充分考虑火灾时的人员疏散要求，合理设计疏散楼梯和安全出口。

2、抗震能力设计在钢结构厂房施工建造前，应对结构的实际抗震性做综合考虑，有利于解决日后复杂多变的地质问题。设计厂房结构时一定要将刚度与质量呈均匀分布，并应用钢结构固有的受力性来降低横向结构的变形程度。同时还要尽可能实现钢结构对强度的要求，以确保杠杆不会失稳，从而有效提高整个钢结构厂房的安全性和稳定性。在发生地震的情况下，会出现低周疲劳影响，在设计过程中应充分考虑到其对厂房造成的影响。设计抗震性对于钢结构厂方来说具有至关重要的作用。

3、屋盖支撑系统及屋面设计屋盖支撑系统的布置应根据厂房跨度、高度、柱网布置、屋盖结构形式、吊车设置及吨位大小、振动设备情况等条件来决定。一般情况下无论有檩或无檩体系的屋盖结构均应设置垂直支撑，在无檩体系中，大型屋面板有三点和屋架焊接，可起到上弦支撑作用，但考虑到施工条件限制和安装需要，无论有檩或无檩体系屋盖均应在屋架上弦和天窗架上弦设置上弦横向支撑。对于屋架间距不小于12 m的厂房或厂房内设有特重级桥式吊车或厂房内有较大振动设备的均应设置纵向水平支撑。屋面设计的重点是防水。屋面防水设计涉及屋面坡度、天沟形式、单坡屋面长度等因素。屋面坡度最小为5%，在积雪较大的地区，坡度应适当增大。单坡屋面长度，主要取决于工程所在区域的最大温差以及降雨所形成的最大水头的高度。单坡屋面长度宜控制在70 m以内，若超过70 m，需做专题研究、特殊处理。常用的钢结构屋面做法有两种：①双层彩色压型钢板内夹保温棉，使用量很大，但温差大、单坡长造成的彩钢板热胀冷缩问题很难解决。②复合柔性钢屋面系统，由屋面彩钢板内板、隔汽层、保温层、卷材防水层组成。

4、连接点的设计连接点是钢结构的重要参数之一，设计好连接点可以有效提高厂房的安全性、稳定性、抗震性和持久性。设计人员应根据企业的实际需要，参照厂房建设标准，选择合适的焊接工艺。在连接板的厚度选择方面，要选择合适的厚度。通常，连接板的厚度比梁腹板厚度多4mm，且须保证连接板的质量。钢结构中多采用高强螺栓。高强螺栓根据受力特点分为承压型和摩擦型两种，设计人员需根据实际情况进行选择，以保证施工效果。

二、工业厂房钢结构施工时要注意的问题与措施

1、施工中要注意的问题

进行钢结构工业厂房施工时应该注意很多问题，如下：一是关于地脚螺栓的埋设问题，地脚螺栓的稳定与否关乎到钢结构工业厂房的稳定性，它的精确度与否关系到钢结构定位，因此在进行施工的过程中，应该注意做好地脚螺栓工作，将轴线位控制在两毫米左右，标高为五毫米左右。可以将平面控制网的轴线投测到柱基础面上，全部闭合，保证螺栓的精度。二是关于吊车梁系统的安装问题，进行安装时要求按照规范，从柱间的支撑跨进行安装，可以在柱间支撑安装连接后构成稳定的空间钢度单元。以保证安全，并且在对端部截面的吊车梁底部安装时可以调整垫板。当进行制动板和吊车梁的连接时，可以先进行吹拧然后铺整。三是注意构件的合理堆放。进行钢结构工厂厂房的建设时，需要的构件很多，并且占用的空间较大，如果不合理地堆放，就阻碍构件的安装使用、施工的正常进行，甚至出现安全问题。可以将急需安装的构件直接堆放，按照需要吊装的顺序进行堆放，后使用的放在下面，不急使用的放在外面，进行存放的时候应该进行专人的管理，并且做好供货要求和清单。并且进行堆放的时候保证支点的稳定性。四是注意安全问题，做好安全防范措施，及时检查设备的安全性，有关工作人员做好防护措施。

2、保障施工质量的措施

（1）高强螺栓的安装高强螺栓的安装包括两个步骤：首先，构件初始就位时先用临时普通螺栓固定；校正之后，再将普通螺栓替换成高强螺栓，并最终拧紧。在工业厂房中，钢结构件间的连接绝大部分是通过高强螺栓实现的，足以见得高强螺栓的安装在钢结构施工中的重要性。因此，对于高强螺栓日常的管理、使用要注意以下一些事项。首先，高强螺栓日常的管理要保证连接板接触面的平整。若接触面不平整时，根据接触面间间隙的大小酌情处理。例如，间隙小于1.0mm可不处理；大于3.0mm时，加垫板，并对垫板两面进行喷砂处理，使安装的摩擦面应处于干燥状态，以满足摩擦系数的要求，。应根据厂房中使用的位置，领取相应规格、数量的高强螺栓，尽量避免当天高强螺栓的剩余。若有剩余，禁止堆放在施工现场，将高强螺栓放在包装箱内。其次，高强螺栓在安装时，要轻装、轻卸，且利用光头撬棍及冲钉对正上下（或前后）连接板的螺孔，使螺栓自由进入，不能将螺栓强行穿入。否则，会损坏螺纹以及改变扭矩系数。而且，在安装高强螺栓时，以施工方便为原则，保证垫圈倒角与螺栓头的方向一致。最后，酌情处理连接板螺孔的误差。

（2）钢结构的安装校正在立柱、梁安装完成后，要及时的进行安装校正。进行钢结构的安装校正时，要考虑到诸多因素，诸如风力、地形、日照等因素。在钢结构中，每完成一个构件的安装后，就要进行校正。若检查出现问题后，要采用千斤顶进行校正，校正完成后，要及时进行加固。

（3）安装过程中的焊接工艺工业厂房钢结构中需要进行大量的焊接工作，但是由于施工中焊接环境和条件恶略，焊接的质量难以保证。为了确保钢结构的焊接质量，要由相关技术人员严格按照焊接工艺进行焊接，满足对接焊缝的设计要求。根据焊接的相关规定，立柱、屋架、梁等要采用一、二级焊缝，不能有咬变、缺口、裂纹、焊瘤等缺陷，保证焊缝的质量。在焊接完成后，要对焊缝进行一级行无损检测。

结束语

虽然我国钢结构工业厂房发展前景十分广阔，可是仍然存在问题，需要综合考虑设计和施工过程中的遵循的原则和注意的问题，以便保证厂房建设的顺利进行。

参考文献

篇（2）

钢结构工业厂房在我国应用的时间并不长，其具体的设计及施工技巧都还在探索阶段。虽然钢结构工业厂房有很多优点，但作为一种材料，它也有很多缺点，例如防火性能差、易锈蚀等，在设计与施工的过程中一定要考虑到这些因素。文章将分为设计与施工两个部分来进行论述。

一、钢结构工业厂房的优越性归纳

在摘要部分已经提到过钢结构工业厂房的主要优点在于：首先，在施工速度方面：钢结构构件可以工厂化批量生产，施工简单，安装快捷，大大缩短施工周期；其次，钢结构工业厂房在自重方面：可减轻建筑物结构质量约30%，特别在地基承载力低和地震设防烈度较高的地方，其综合经济优于钢筋混凝土结构体系；最后，从环保方面考虑：钢结构体系属于环保型绿色建筑体系，钢材本身是一种高强度高效能的材料，具有很高的再循环价值，并且不需要制模施工。

二、钢结构工业厂房图纸设计的重要性

无论在什么样的工程中，图纸是工程施工的依据。在钢结构工业厂房的设计期间，要组织施工单位专业技术人员对图纸进行会审，检查施工图纸中的“错、漏、碰、缺”，力争把问题解决在施工之前，减少因图纸问题对工程质量、进度的影响。钢结构工程要针对制作阶段和安装阶段分别编制施工组织设计，其中制作工艺内容应包括制作阶段各工序、各分项的质量标准、技术要求，以及为保证产品质量而制订的各项具体措施。

三、对钢结构工业厂房支撑系统的设计原则

为了保证钢结构厂房的空间工作，提高其整体刚度，承受和传递纵向水平力，防止杆件产生过大的变形，避免压杆失稳，以及保证结构的整体稳定性，应根据厂房结构的形式，车间吊车的设置，振动设备以及厂房的跨度、高度，温度区段的长度等情况布置可靠的支撑系统。厂房每一温度区段应设置稳定的柱间支撑系统，并与屋盖横向水平支撑的布置相协调。下柱支撑的位置是决定厂房纵向结构变形方向的重要因素，并影响温度应力的大小，下柱支撑应尽可能设在温度区段的中部，使吊车梁等纵向构件能随着温度变化比较自由地向区段两端伸缩。当温度区段的长度不大时，一般在温度区段的中部设置一道下段柱支撑，但温度区段的长度大于150 米时，为了保证厂房的纵向刚度，应在温度区段内设置两道下段柱支撑，其位置应尽可能布置在温度区段中间三分之一的范围内，为了避免过大的温度应力，两道支撑的中心距离不宜大于72 米。

四、对钢结构工业厂房抗震性设计的重点

在对钢结构工业厂房做抗震设计时应注意:首先，在总体布置方面要求厂房结构的质量和刚度均匀分布，使厂房受力均匀，变形协调，尽量避免因结构刚度不均匀对抗震造成不利影响，厂房横向结构宜采用刚架或者使屋架与柱有一定固结的框架，以便充分利用钢结构的受力性能并减少横向结构变形；其次，钢结构厂房的破坏一般情况不是由于杆件强度不足而常常因为杆件失稳而造成，所以合理布置支撑系统，保证厂房结构整体稳定性，对钢结构厂房尤为重要；最后，在地震作用下，存在着低周疲劳作用，设计时应注意其对厂房的影响。对结构连接点的设计，应保证节点的破坏不先于结构构件的全截面屈服，应使结构构件能进入塑性工作，充分吸收地震能量发挥其抗震能力。

五、钢结构工业厂房耐热能力设计的重要性

在第1小节中我们提到过，钢结构工业厂房防火能力很差，当钢材受热在100℃以上时，随着温度的升高，钢材的抗拉强度降低，塑性增大;温度在250℃左右时，钢材抗拉强度略有提高，而塑性却降低，出现蓝脆现象；当温度超过250℃时钢材出现徐变现象;当温度达500℃时，钢材强度降至很低，以致钢结构塌落。因此，当钢结构表面温度处于150℃以上时，必须做隔热及防火设计（通常是涂耐热涂料来解决）。

而钢结构工业厂房的施工中，存在的问题非常的繁冗，在这里我们只对比较突出的几个问题进行分析研究。

六、关于施工过程中地脚螺栓的埋设问题分析

可以说地脚螺栓的坚固与否是钢结构工业厂房建筑稳定性的根本所在，地脚螺栓的精度关系到钢结构定位，地脚螺栓的埋设须严格保证其精度，地脚螺栓的埋设精度:轴线位移:±2.0 mm，标高:±5.0 mm。在柱地脚螺栓安装前，将平面控制网的每一条轴线投测到柱基础面上，全部闭合，以保证螺栓的安装精度，然后根据轴线放出柱子外边线，待安装钢柱地脚螺栓的承台架子搭设好以后，将所需标高抄测到钢管架子上。

七、在钢结构进行吊装的过程中的注意事项归纳

具体的注意事项包括：首先，把柱脚的底板的十字线弹出，地脚螺栓的中心线弹出，柱脚剪力孔清理干净，待钢柱就位后，调整标高，把螺母紧固；其次，吊装完一个区域的钢柱后，吊装连系杆，这样保证钢柱整体稳定性，使吊装钢梁时钢柱不容易变形；最后，吊装钢梁，两对钢梁空中对接，并把高强螺栓初拧，第一根钢梁用四道缆风绳拉紧，防止钢梁向一边倾斜。

八、吊车梁系统的安装难点解析

在钢结构工业厂房的施工过程中，吊车梁的安装必须严格按规范从柱间支撑跨进行，柱间支撑安装连接后已形成一个比较稳定的空间刚度单元，从此处安装一是保证安全，二是能保证吊车梁安装不会影响柱子的垂直度。同时在安装过程中对端部截面误差较大的吊车梁底部应配调整垫板，该垫板在吊车梁系统调整完后应焊接固定。按事先测放的定位线精确对中。制动系统的连接应在吊车梁调整固定后正式连接。当制动板与吊车梁高强螺栓连接，和辅桁架焊接连接时，为防止连续施焊对高强螺栓的影响应先将制动板和吊车梁的高强螺栓连接，并进行初拧，然后调整辅桁架，并于制动板点焊固定后终拧高强螺栓，最后进行制动板和辅桁架的焊接。高强螺栓的紧固和制动板的焊接，均要遵循由每块板的中间往两边进行，以减小板内应力。

九、关于钢结构构件的码放问题

为便于结构构件的安装，构件进厂后应进行合理的堆放.原则为:现场急需安装的应直接堆放到现场，按照吊装顺序先吊装的码放在上头，后吊装的码放在下头.不急于吊装的构件暂时存放在现场外.堆放时应注意柱梁分开并按照轴线分类码放.存放场地应设专人进行管理，并按供货要求和供货清单进行清点，资料存档.构件堆放时H型构件应立放，不得平放.每个构件的支点不得少于两个，支点的位置宜在构件端部七分之一跨处，叠放时不得超过三层并用木方正确的分层垫好垫平，支点应上下对齐。

参考文献:

[1]钢结构工程施工及验收规范，2002.

[2]路克宽.钢结构工程便携手册[M].北京机械工业出版社，2003.

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钢结构工业厂房在我国应用的时间并不长，其具体的设计及施工技巧都还在探索阶段。虽然钢结构工业厂房有很多优点，但作为一种材料，它也有很多缺点，例如防火性能差、易锈蚀等，在设计与施工的过程中一定要考虑到这些因素。文章将从设计和施工两个方面来进行论述。

一、钢结构工业厂房的优越性

钢结构工业厂房的主要优点在于：首先，在施工速度方面：钢结构构件可以工厂化批量生产，施工简单，安装快捷，大大缩短了施工周期。其次，钢结构工业厂房在自重方面：可减轻建筑物结构质量约30%，特别在地基承载力低和地震设防烈度较高的地方，其综合经济优于钢筋混凝土结构体系。最后，从环保方面考虑：钢结构体系属于环保型绿色建筑体系，钢材本身是一种高强度高效能的材料，具有很高的再循环价值，并且不需要制模施工。

二、钢结构工业厂房图纸设计的重要性

无论在什么样的工程中，图纸是工程施工的依据。在钢结构工业厂房的设计期间，一定要组织施工单位专业技术人员对图纸进行会审，检查施工图纸中的“错、漏、碰、缺”，力争把问题解决在施工之前，减少因图纸问题对工程质量、进度的影响。钢结构工程要针对制作阶段和安装阶段分别编制施工组织设计，其中制作工艺内容应包括制作阶段各工序、各分项的质量标准、技术要求，以及为保证产品质量而制订的各项具体措施。

三、钢结构工业厂房支撑系统的设计原则

为了保证钢结构厂房的空间工作，提高其整体刚度，承受和传递纵向水平力，防止杆件产生过大的变形，避免压杆失稳，以及保证结构的整体稳定性，应根据厂房结构的形式，车间吊车的设置，振动设备以及厂房的跨度、高度，温度区段的长度等情况布置可靠的支撑系统。厂房每一温度区段应设置稳定的柱间支撑系统，并与屋盖横向水平支撑的布置相协调。下柱支撑的位置是决定厂房纵向结构变形方向的重要因素，并影响温度应力的大小，下柱支撑应尽可能设在温度区段的中部，使吊车梁等纵向构件能随着温度变化比较自由地向区段两端伸缩。当温度区段的长度不大时，一般在温度区段的中部设置一道下段柱支撑，但温度区段的长度大于150 米时，为了保证厂房的纵向刚度，应在温度区段内设置两道下段柱支撑，其位置应尽可能布置在温度区段中间三分之一的范围内，为了避免过大的温度应力，两道支撑的中心距离不宜大于72 米。

四、钢结构工业厂房抗震性设计的重点

在钢结构工业厂房做抗震设计时应注意：首先，在总体布置方面要求厂房结构的质量和刚度均匀分布，使厂房受力均匀，变形协调，尽量避免因结构刚度不均匀对抗震造成不利影响，厂房横向结构宜采用刚架或者使屋架与柱有一定固结的框架，以便充分利用钢结构的受力性能并减少横向结构变形。其次，钢结构厂房的破坏一般情况不是由于杆件强度不足而常常因为杆件失稳而造成，所以合理布置支撑系统，保证厂房结构整体稳定性，对钢结构厂房尤为重要。最后，在地震作用下。存在着低周疲劳作用，设计时应注意其对厂房的影响。对结构连接点的设计。应保证节点的破坏不先于结构构件的全截面屈服，应使结构构件能进入塑性工作，充分吸收地震能量发挥其抗震能力。

五、钢结构工业厂房耐热能力设计的重要性

前面提到过，钢结构工业厂房防火能力很差，当钢材受热在100℃以上时，随着温度的升高，钢材的抗拉强度降低，塑性增大；温度在250℃左右时，钢材抗拉强度略有提高，而塑性却降低，出现蓝脆现象；当温度超过250℃时钢材出现徐变现象；当温度达500℃时，钢材强度降至很低，以致钢结构塌落。因此，当钢结构表面温度处于150℃以上时，必须做隔热及防火设计（通常是涂耐热涂料来解决）。

钢结构工业厂房的施工中，存在的问题非常繁冗，在这里只对比较突出的几个问题进行分析研究。

六、关于施工过程中地脚螺栓的埋设问题

可以说地脚螺栓的坚固与否是钢结构工业厂房建筑稳定性的根本所在。地脚螺栓的精度关系到钢结构定位，地脚螺栓的埋设必须严格保证其精度。地脚螺栓的埋设精度：轴线位移±2.0 mm，标高±5.0 mm。在地脚螺栓安装前，将平面控制网的每一条轴线投测到柱基础面上，全部闭合，以保证螺栓的安装精度。然后根据轴线放出柱子外边线，待安装钢柱地脚螺栓的承台架子搭设好以后，将所需标高抄测到钢管架子上。

七、关于吊装过程中的注意事项

首先，把柱脚底板的十字线弹出，地脚螺栓的中心线弹出，柱脚剪力孔清理干净，待钢柱就位后，调整标高，把螺母紧固。其次，吊装完一个区域的钢柱后，吊装连系杆，这样保证钢柱整体稳定性，使吊装钢梁时钢柱不容易变形。最后，吊装钢梁，两对钢梁空中对接，并把高强螺栓初拧，第一根钢梁用四道缆风绳拉紧，防止钢梁向一边倾斜。

八、关于吊车梁系统的安装问题

在钢结构工业厂房的施工过程中，吊车梁的安装必须严格按规范从柱间支撑跨进行，柱间支撑安装连接后已形成一个比较稳定的空间刚度单元，从此处安装，一是保证安全，二是能保证吊车梁安装不会影响柱子的垂直度。同时在安装过程中对端部截面误差较大的吊车梁底部应配调整垫板，该垫板在吊车梁系统调整完后应焊接固定，按事先测放的定位线精确对中。制动系统的连接应在吊车梁调整固定后正式连接。当制动板与吊车梁高强螺栓连接和辅桁架焊接连接时，为防止连续施焊对高强螺栓的影响，应先将制动板和吊车梁的高强螺栓连接，并进行初拧，然后调整辅桁架，并于制动板点焊固定后终拧高强螺栓，最后进行制动板和辅桁架的焊接。高强螺栓的紧固和制动板的焊接，均要遵循由每块板的中间往两边进行，以减小板内应力。

九、关于钢结构构件的码放问题

为便于结构构件的安装，构件进厂后应进行合理的堆放。原则为：现场急需安装的应直接堆放到现场，按照吊装顺序先吊装的码放在上头，后吊装的码放在下头。不急于吊装的构件暂时存放在现场外。堆放时应注意柱梁分开并按照轴线分类码放。存放场地应设专人进行管理，并按供货要求和供货清单进行清点，资料存档。构件堆放时，H型构件应立放，不得平放。每个构件的支点不得少于两个，支点的位置宜在构件端部七分之一跨处，叠放时不得超过三层并用木方正确的分层垫好垫平，支点应上下对齐。

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中图分类号：TU391 文献标识码：A 文章编号：

一、钢结构构件主要制作工艺

钢柱制作工艺流程为：放样下料电脑编程拼板CNC 切割组立埋弧焊接钻孔组装矫正成型铆工零配件下料制作组装焊接和焊接检验防锈处理、涂装、编号构件验收出厂。

钢结构工业厂房的主要优点在于：首先，在施工速度方面：钢结构构件可以工厂化批量生产，施工简单，安装快捷，大大缩短施工周期；其次，钢结构工业厂房在自重方面：可减轻建筑物结构质量约30%，特别在地基承载力低和地震设防烈度较高的地方，其综合经济优于钢筋混凝土结构体系；最后，从环保方面考虑：钢结构体系属于环保型绿色建筑体系，钢材本身是一种高强度高效能的材料，具有很高的再循环价值，并且不需要制模施工。

二、工业厂房结构设计要点

2.1 地震区的厂房宜少或不设防震缝。地震区房屋的伸缩缝是合一的，当房屋较长时，宜采取下列一些构造措施和施工措施以少设伸缩缝及防震缝；施工中，每隔40m 设置一道800mm 一个1400mm 宽的后浇带，后浇带的位置设在结构受力影响最小的区段；在温度影响较大的顶层、底层、山墙和内纵墙端开间的墙体等部位，适当提高配筋率；加厚屋面隔热保温层或设置架空层形成通风屋面。

2.2 合理布置电梯间的位置。多层厂房由于设备、货物很重，竖向运输的需要，均要设置电梯。钢筋混凝土电梯井筒刚度很大，应充分考虑电梯井筒对建筑物的偏心影响，在结构布置上尽量避免电梯井筒布置在建筑物的角部和端部。

2.3 控制横向框架与纵向框架的周期。由于多层厂房跨度方向、尺寸较大，柱子少；而柱距方向尺寸较小，柱子多。一般都是横向控制，使纵横向的抗震能力大致相同，不仅有利于抗震，也使设计更为经济合理。

三、钢结构工业厂房的安装施工

3.1 预埋螺栓施工

在一般工业厂房中, 钢柱与基础最常用的连接方式为平板式预埋螺栓铰接连接。预埋螺栓施工简单方便、质量容易控制、便于钢结构安装定位。埋设方法是先在基础上划线定位, 通过固定架控制同一钢柱脚预埋螺栓之间的距离和标高, 调整固定架的位置, 并在钢柱基础浇捣混凝土前埋入螺栓, 与钢筋连成一体, 然后浇筑混凝土一次性固定。

施工工艺：（1）轴线测量: 根据施工图中预埋螺栓的平面布置, 将预埋螺栓组的纵横十字线用经纬仪从定位轴线边上引出螺栓中心线并将其测设到模板上。（2）标高测量: 在场地中央架设水准仪,将标高从基准水准点引测到各基础的模板上。（3）螺栓定位: 将同一钢柱的螺栓按照设计图纸用钢筋或扁铁进行固定。在螺栓组上套上固定架, 调整固定架的位置和平整度后用螺母固定。调整螺栓轴线位置: 在模板上划出的轴线标记之间拉线, 做到固定架上中心线与拉线重合。调整螺栓标高: 调整螺栓的标高及各螺栓表面的平整度。（4）螺栓固定: 将螺栓固定在基础钢筋笼上, 螺栓与钢筋笼连接牢固, 确保螺栓在混凝土浇筑过程中不移动。（5）螺纹保护: 螺栓埋设固定后, 采用摸黄油、尼龙胶带或PV C 管将螺杆包扎保护。（6）螺栓校正: 在混凝土浇筑过程中施工人员对螺栓进行跟踪检查, 发现螺栓偏移及时进行校正。

3.2 钢结构吊装

3.2.1整体结构安装顺序：l) 吊装应先从靠近山墙的有柱间支撑的两棍刚架开始, 安装好所有构件, 并进行校正固定, 以此为起点向另一端顺序安装。2 ) 安装该开间的钢梁同时安装凛条及其它支撑系统。3) 安装完成一个开间并形成一个稳定空间体系, 然后向两边进行安装。4 ) 最终完成整个结构的安装。

3.2.2钢柱安装。钢柱吊装可根据起重设备和现场条件确定, 可用单机、双机、吊装, 一般轻钢结构采用单机直立旋转法进行吊装。

旋转法吊装, 钢丝绳绑扎点与钢构件接触点之间, 应用软材料保护好钢构件, 以防钢构件及钢丝绳受损, 起重机边回转边起钩, 使柱绕柱脚旋转而直立, 立柱时, 先将柱脚螺栓孔插入预留螺栓, 使柱头大致垂直后初步对中, 即对螺栓进行初拧。

钢柱运输到现场, 起重机边起钩边回转边使柱子绕柱脚旋转而将钢柱吊起。(注:起吊时应在柱脚下面放置垫木, 以防止与地面发生摩擦, 同时保证吊点、柱脚基础同在起重机吊杆回旋的圆弧上)

3.2.3吊车梁安装。吊装方法是吊车梁吊装宜采用两点吊装, 吊装时使用专用吊耳或用钢丝绳绑扎吊装。

吊车梁的校正：l) 标高调整当一跨即两排吊车梁全部吊装完毕后，用一台水准仪架在梁上或专门搭设的平台上, 进行每梁两端高程的引测, 将测量的数据加权平均, 算出一个标准值, 根据这一标准值计算出各点所需要加的垫板厚度, 在吊车梁端部设置千斤顶顶空, 在梁的两端垫好垫板。2) 纵横十字线的校正首先用经纬仪在柱子纵向侧端部从柱基控制轴线引到牛腿顶部, 定出轴线距离吊车梁中心线的距离, 在吊车顶面中心线拉一通长钢丝, 逐根吊车梁端部调整到位, 可用千斤顶进行轴线位移。3) 吊车梁垂直度校正从吊车梁上翼缘挂锤球下来, 测量线绳至梁腹板上下两处的水平距离。

3.2.4屋架的吊装。l) 吊点的选择：钢梁在吊装前应仔细计算钢梁的重心,并在构件上作出明确的标注, 吊装时吊点的选择应保证吊钩与构件的中心线在同一铅垂。2 ) 吊装方式：一般钢梁采用两点起吊, 但对于跨度较大的梁, 由于侧向刚度小, 腹板宽厚比大,为防止构件扭曲和损坏, 可采用四点起吊或铁扁担进行吊装。3 ) 屋架吊装：起吊时先将屋架吊离地面5 0c m 左右,使屋架中心对准安装位置中心, 然后徐徐升钩, 将屋架吊至柱顶以上, 再用溜绳旋转屋架使其对准柱顶, 以使落钩就位, 落钩时应缓慢进行, 并在屋架刚接触柱顶时即刹车对准预留螺栓孔, 并将螺栓穿人孔内, 初拧作临时固定, 同时进行垂直度校正和最后固定, 屋架垂直度用挂线锤检查, 屋架经校正后, 即可安装支撑及凛条等, 并终拧螺栓作最后固定。

3.3 屋面板、墙面板安装

安装工艺流程：屋面内板安装一铺保温棉(带贴面) 一支座安装一屋面上层板安装一扣合固定密封、清理检修。

3.3.1屋面板安装。1）安装方向：屋面板安装的顺序，从建筑物任一端开但由于不同板型由其特有的铺设方向因此须遵循其铺设方向性，应与常年风始性向方向相反; 对于双坡屋面板, 屋脊两边的屋面板应同时同向进行安装。2）安装固定：咬合式屋面安装时, 先将两块板与支座之间选若千个点进行初步咬合临时固定, 随后从屋脊处向下用咬边机紧密咬合。3）屋面板安装调直：测量已固定好的钢板宽度, 在其顶部和底部各测一次, 以保证不出现移动扇形,在某些阶段, 如安装至一半时, 还应测量从已固定的压型钢板顶底部至屋面的边或完成线的距离, 以保证所固定的钢板与控制线平行。若需调整, 则可以在以后的安装和固定每一块板时很轻微的作扇形调整。

3.3.2墙面板施工。1）内层板安装：先根据墙面门窗位置, 选择不同长度的内层板, 在地面进行二次加工。加工程序同屋面内层板。内层板地面加工后, 将内层板提升到位, 然后由工人按照划线位置进行固定。2）保温棉安装：墙面保温棉应从上往下铺设, 在上下位置拉紧后, 然后压上外层板用自攻螺丝固定。3）外层板安装：墙面板的安装顺序类似于屋面板的安装, 同样也按照先内层板、后外层板, 外层板安装遵循板的铺设方向性和将搭接边设置在肋的背风侧的原则, 同时, 通常从建筑物的一端向另一端推进的顺序安装。外层板安装安装时采用自制井架, 井架长度根据墙面高度进行设置。井架树立后,应在上部于屋面上主体结构进行绑扎固定,下部应坚实平整, 如墙面高度较高, 则应在中间设置固定点。

四、小结

在工程建设中，工作人员应当认真负责，完成工业厂房结构设计与安装施工工作，保证工程质量，为企业做出贡献。

参考文献：

篇（5）

近年来，钢结构工业厂房在我国应用的发展迅速，其具有施工简单、安装快捷、经济环保等诸多优点，但钢结构作为一种材料,也有很多缺点,例如防火性能差、易锈蚀等，在设计与施工的过程中，一定要充分考虑到这些不利因素。

钢结构工业厂房的优越性

钢结构工业厂房的主要优点在于：首先，在施工速度方面：钢结构构件可以工厂化批量生产，施工简单，安装快捷，大大缩短施工周期；其次，钢结构工业厂房在自重方面：可减轻建筑物结构质量约30%，特别在地基承载力低和地震设防烈度较高的地方，其综合经济优于钢筋混凝土结构体系；最后，从环保方面考虑：钢结构体系属于环保型绿色建筑体系，钢材本身是一种高强度高效能的材料，具有很高的再循环价值，并且不需要制模施工。

二、钢结构工业厂房的设计

无论在什么样的工程中，图纸是工程施工的依据。在钢结构工业厂房的设计期间，要组织施工单位专业技术人员对图纸进行会审,检查施工图纸中的“错、漏、碰、缺”,力争把问题解决在施工之前,减少因图纸问题对工程质量、进度的影响。钢结构工程要针对制作阶段和安装阶段分别编制施工组织设计,其中制作工艺内容应包括制作阶段各工序、各分项的质量标准、技术要求,以及为保证产品质量而制订的各项具体措施。

1、钢结构工业厂房支撑系统的设计原则

为了保证钢结构厂房的空间工作,提高其整体刚度,承受和传递纵向水平力,防止杆件产生过大的变形,避免压杆失稳,以及保证结构的整体稳定性,应根据厂房结构的形式,车间吊车的设置,振动设备以及厂房的跨度、高度,温度区段的长度等情况布置可靠的支撑系统。厂房每一温度区段应设置稳定的柱间支撑系统,并与屋盖横向水平支撑的布置相协调。

下柱支撑的位置是决定厂房纵向结构变形方向的重要因素,并影响温度应力的大小,下柱支撑应尽可能设在温度区段的中部,使吊车梁等纵向构件能随着温度变化比较自由地向区段两端伸缩。当温度区段的长度不大时,一般在温度区段的中部设置一道下段柱支撑,但温度区段的长度大于150米时,为了保证厂房的纵向刚度,应在温度区段内设置两道下段柱支撑,其位置应尽可能布置在温度区段中间三分之一的范围内,为了避免过大的温度应力,两道支撑的中心距离不宜大于72米。

对钢结构工业厂房抗震性设计的重点

在对钢结构工业厂房做抗震设计时应注意:首先，在总体布置方面要求厂房结构的质量和刚度均匀分布,使厂房受力均匀,变形协调,尽量避免因结构刚度不均匀对抗震造成不利影响，厂房横向结构宜采用刚架或者使屋架与柱有一定固结的框架,以便充分利用钢结构的受力性能并减少横向结构变形。

其次，钢结构厂房的破坏一般情况不是由于杆件强度不足而常常因为杆件失稳而造成,所以合理布置支撑系统,保证厂房结构整体稳定性,对钢结构厂房尤为重要。

最后，在地震作用下,存在着低周疲劳作用,设计时应注意其对厂房的影响。对结构连接点的设计,应保证节点的破坏不先于结构构件的全截面屈服,应使结构构件能进入塑性工作,充分吸收地震能量发挥其抗震能力。

钢结构工业厂房耐热能力设计

钢结构工业厂房防火能力很差，当钢材受热在100℃以上时,随着温度的升高,钢材的抗拉强度降低,塑性增大;温度在250℃左右时,钢材抗拉强度略有提高,而塑性却降低,出现蓝脆现象；当温度超过250℃时钢材出现徐变现象;当温度达500℃时,钢材强度降至很低,以致钢结构塌落。因此,当钢结构表面温度处于150℃以上时,必须做隔热及防火设计（通常是涂耐热涂料来解决）。

三、钢结构工业厂房的施工

钢结构工业厂房的施工中，存在的问题非常的繁冗，在这里我们只对比较突出的几个问题进行分析研究。

关于施工过程中地脚螺栓的埋设问题分析

可以说地脚螺栓的坚固与否是钢结构工业厂房建筑稳定性的根本所在，地脚螺栓的精度关系到钢结构定位,地脚螺栓的埋设须严格保证其精度,地脚螺栓的埋设精度。在柱地脚螺栓安装前,将平面控制网的每一条轴线投测到柱基础面上,全部闭合,以保证螺栓的安装精度,然后根据轴线放出柱子外边线,待安装钢柱地脚螺栓的承台架子搭设好以后,将所需标高抄测到钢管架子上。

在钢结构进行吊装的过程中的注意事项归纳

具体的注意事项包括：首先，把柱脚的底板的十字线弹出,地脚螺栓的中心线弹出,柱脚剪力孔清理干净,待钢柱就位后,调整标高,把螺母紧固；其次，吊装完一个区域的钢柱后,吊装连系杆,这样保证钢柱整体稳定性,使吊装钢梁时钢柱不容易变形；最后，吊装钢梁,两对钢梁空中对接,并把高强螺栓初拧,第一根钢梁用四道缆风绳拉紧,防止钢梁向一边倾斜。

吊车梁系统的安装难点解析

在钢结构工业厂房的施工过程中，吊车梁的安装必须严格按规范从柱间支撑跨进行,柱间支撑安装连接后已形成一个比较稳定的空间刚度单元,从此处安装一是保证安全,二是能保证吊车梁安装不会影响柱子的垂直度。同时在安装过程中对端部截面误差较大的吊车梁底部应配调整垫板,该垫板在吊车梁系统调整完后应焊接固定。按事先测放的定位线精确对中。制动系统的连接应在吊车梁调整固定后正式连接。当制动板与吊车梁高强螺栓连接,和辅桁架焊接连接时,为防止连续施焊对高强螺栓的影响应先将制动板和吊车梁的高强螺栓连接,并进行初拧,然后调整辅桁架,并于制动板点焊固定后终拧高强螺栓,最后进行制动板和辅桁架的焊接。高强螺栓的紧固和制动板的焊接,均要遵循由每块板的中间往两边进行,以减小板内应力。

关于钢结构构件的码放问题

为便于结构构件的安装,构件进厂后应进行合理的堆放.原则为:现场急需安装的应直接堆放到现场,按照吊装顺序先吊装的码放在上头,后吊装的码放在下头.不急于吊装的构件暂时存放在现场外.堆放时应注意柱梁分开并按照轴线分类码放.存放场地应设专人进行管理,并按供货要求和供货清单进行清点,资料存档.构件堆放时H型构件应立放,不得平放.每个构件的支点不得少于两个,支点的位置宜在构件端部七分之一跨处,叠放时不得超过三层并用木方正确的分层垫好垫平,支点应上下对齐。

参考文献:

[1]路克宽.钢结构工程便携手册[M].北京机械工业出版社,2003.

[2]景文.钢结构工程施工与质量验收实用手册[M].中国建材工业出版社,2005.

[3]张晨.钢结构设计的简单步骤和设计思路[J].山西建筑,2005.

篇（6）

中图分类号：TU8 文献标识码： A

随着国民经济的迅速发展，工业建筑要不断满足现代大工业生产，工艺不断更新的要求，过去那种单一功能，单一建筑形式已经不适应生产方式改变的需要，联合车间、灵活车间、工业大厦等多功能厂房应运而生。另外，建设用地的紧张以及工艺流程的需要，越来越多地多层厂房甚至高层厂房出现。多层厂房的特点是跨度大、荷载大 、开洞多 、有多层吊车，在设计过程中，有些问题值得总结和探讨。

一、多层工业厂房结构设计要点

多层厂房因为工艺布置的要求，一般都需要大空间，结构通常采用框架结构，在层数较多、工艺条件许可的情况下也可以采用框剪结构。结构布置的原则是：尽量使柱网对称均匀布置，使房屋的刚度中心与质量中心相近，以减小房屋的空间扭转作用，结构体系要求简捷、规则、传力明确。避免出现应力集中和变形突变的凹角和收缩，以及竖向变化过多的外挑和内收，力求沿竖向的刚度不突变或少突变。

1. 控制横向框架与纵向框架的周期。由于多层厂房跨度方向、尺寸较大，柱子少；而柱距方向尺寸较小，柱子多。一般都是横向控制，使纵横向的抗震能力大致相同，不仅有利于抗震，也使设计更为经济合理。

2. 合理布置电梯间的位置。多层厂房由于设备、货物很重，竖向运输的需要，均要设置电梯。钢筋混凝土电梯井筒刚度很大，应充分考虑电梯井筒对建筑物的偏心影响，在结构布置上尽量避免电梯井筒布置在建筑物的角部和端部。当工艺布置需要而不可避免时，应对周围的楼板及框架采取加强措施。

3. 地震区的多层厂房宜少或不设防震缝。地震区房屋的伸缩缝是合一的，当房屋较长时，宜采取下列一些构造措施和施工措施以少设伸缩缝及防震缝；施工中，每隔40m设置一道800mm一个1400mm宽的后浇带，后浇带的位置设在结构受力影响最小的区段；在温度影响较大的顶层、底层、山墙和内纵墙端开间的墙体等部位，适当提高配筋率；加厚屋面隔热保温层或设置架空层形成通风屋面。

二、常用的结构体系

1.框架一支撑体系。即横向设计成刚接框架，纵向设计成柱一支撑体系，用柱间支撑抵抗水平荷载。这种体系经济节约，但柱问支撑可能会影响使用。这种形式特别适用于纵向较长，横向较短的厂房。

2.纯框架体系。把厂房纵横两个方向都设计成刚接框架，不设置柱间支撑。其优点是使用空间不受影响，缺点是柱不宜采用工字型柱，而要采用两个方向惯性矩差别不大的 截面形式(如箱形柱)，使用钢量增加。

3.钢架加支撑的混合体系。这种形式与第一种形式不同之处在把纵向设计成钢架和支撑混合的型式，靠两者共同抵抗水平力。这种形式可以有效地减少柱的纵向弯矩，但要求楼面刚度大，否则柱子间的变形不协调，无法充分发挥柱间支撑的作用。

三、结构设计中应注意的问题

1.结构设计与工艺设计的协调。厂房都是为生产服务的，厂房设计中结构专业作为配套专业首先应满足工艺要求，结构设计也只能服从于工艺条件。而工艺设计人员在工艺布置时，经常与结构设计发生矛盾，要开洞的地方是框架梁，设备本来可以沿梁布置却布置在了跨中等。所提荷载也经常偏大，有时甚至把设备的荷载作为均布荷载提出。尤其在方案阶段，结构设计人员应多与工艺协调，尽量了解工艺布置，使设计和施工都减少了许多不必要的麻烦。

2.结构计算。随着计算机软硬件的迅速发展，解决了复杂的结构计算问题，使结构工程师们从繁重的琐碎的计算工作中解脱出来。他们可以把大量的精力放在结构方案的选择比较上，合理的确定结构方案及结构布置，从而提高设计水平及质量，降低工程成本。

（1）楼面设备荷载的动力系数的选择。荷载计算是结构计算的条件，荷载取值的准确性直接关系到计算结果的准确性。由于工业设备一般都带容易引起震动的配件（如电机），引起受力不均匀的装置（如反应釜中的搅拌搅拌机），因此设备荷载不仅仅是设备及物料自重的输入，正确的选择设备动力系数、设备支点荷载计算，对结构安全有非常大的关联。

（2）节点核心区的抗剪验算。框架节点的设计应遵循“强柱弱梁更强节点”的原则，一、二级抗震等级的节点还应进行受剪承载力计算。由于多层厂房的梁柱中心线往往不能重合，加之柱的截面比较大，节点偏心也比较大，对柱节点核心区的构造和受力都有较大的不利影响。因此，大跨度、大空间、大荷载的多层厂房的节点核心区的抗剪验算显得更为重要。

（3）裂缝宽度、罕遇地震的验算。裂缝宽度的验算是为了满足正常使用状态的要求，由于工业厂房一般都存在液体滴漏、楼面冲洗或检修时设备冲洗情况，腐蚀物会通过裂缝，侵蚀深层次混凝土及钢筋，是工业厂房影响结构安全的一个重要因素。因此有防腐要求的厂房裂缝控制等级应满足《工业建筑防腐设计规范》(GB50046-2008)4.2.4条要求。裂缝宽度在计算中超过，可以通过减小钢筋截面、增加钢筋根数来调整，如果还不满足要求，应修改柱梁截面重新计算。

抗震设计的原则是三不准，即“小震不坏，中震可修，大震不倒”。所进行的抗震验算仅满足“小震不坏”，构造上加强来满足“中震可修”，罕遇地震的验算则是满足“大震不倒”。规范规定7-9度时楼层屈服强度系数小于0.5的框架结构宜进行高于本地区设防烈度预估的罕遇地震作用下薄弱层(部位)的抗震变形计算，并且规定结构薄弱 (部位)层间弹塑性位移角应小于1/50。多层厂房的设备投资经常远远大于土建投资，罕遇地震的验算应属必要。

（4）多层工业厂房等效荷载的计算

多层工业厂房等效荷载计算的精准度直接关系到最终计算结果的精准度，因此多层工业厂房等效荷载的计算是很重要的。

（5）柱子的长度计算。据现实生活经验，一般的工业厂房都有吊车的，计算机的结构计算软件将牛腿作为一个节点输入， 在计算时将牛腿以下作为一层，相应的会将牛腿以上的部分（到工业厂房的楼顶）作为另一层，这样计算的结果就和实际的需求不相符合，而且这样计算出来的结果是不安全的，所以在多层工业厂房结构计算过程中必须要对柱子的长度进行干预、调整，以达到安全、合理的状态。

（6）自然灾害的预计。随着气候等自然天气的日益变化，地震等自然灾害的发生频率日趋增加，所以对地震灾害的预防显得尤为重要，因此在多层工业厂房结构计算过程中需要对裂缝宽度的进行验算。做到抗震设计的三原则：小震不坏，中震可修，大震不倒。在多层工业厂房结构设计中，万万不可贪图一时利益，而追悔后世，建造成豆腐渣工程，要切实实现高瞻远瞩、有预见性的多层工业厂房结构设计。

（7）与电梯井筒相连的框架。与电梯井筒相连的框架如果单纯的按纯框架设计、电梯井壁按构造配筋的话会显得很不安全，因此在实际设计过程中与电梯井筒相连的框架应该采取按壁式框架进行设计，同时对电梯井壁则应按剪力墙配筋以增加其安全度，实现安全施工、安全生产。

（8）多层吊车。在多层吊车的计算过程中，对一层应该采取吊车荷载输入，其余的多层应该采取活荷载输入。

篇（7）

前言

门式刚架钢结构厂房造型美观，施工速度快，越来越多在单层工业厂房中应

用。当厂房内无吊车或设置桥式吊车起重量不大于20t的中、轻级工作制

（A1-A5）的吊车，或悬挂式起重机，起重量不大于3t时，应遵守《门式刚

架轻型房屋钢结构技术规程》的要求设计。但在很多情况下吊车吨位及厂房

高度很高，已超出《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》的应用范围，需按

《钢结构》规范的要求设计。

一.结构类型和截面形式

钢结构厂房应用较多的为单跨、双跨或多跨的单、双坡结构形式。门式刚架通长用于跨度为9-36米，柱距宜为6米，也可为7.5米和9米。 结构构件主要为刚架柱，刚架斜梁，柱间支撑，屋面支撑，系杆，檩条和山墙骨架组成。

门式刚架的结构形式是多种多样的，按构件体系分，可分为实腹式刚架和格构式刚架。前者梁、柱一般采用H型实腹截面，其刚度较强，但用钢量稍多。后者一般采用小截面角钢、钢管等构件组合的格构式梁、柱截面。其加工制作较为复杂，但用钢量较省，适用于大跨度的厂房。在门式刚架工业厂房设计中，通长采用实腹式梁柱截面。按截面形式分，有等截面和变截面。变截面与等截面相比，前者可以适应弯矩变化，节约材料，但在构件连接及加工制造方面，不如等截面方便。由于工业厂房内部多设有桥式吊车，柱宜采用等截面构件。

二.伸缩缝的设置

单层厂房伸缩缝的最大间距为70米，伸缩缝处的做法习惯上采用双柱，双柱基础可不断开。伸缩缝宽度一般为20-30mm.

三.支撑的布置

1.柱间支撑的布置

为保证钢结构厂房的空间工作，提高整体刚度，承受房屋端部山墙风力、吊车纵向刹车荷载、温度应力和地震作用和传递纵向水平力，防止杆件产生过大的变形，避免压杆失稳，以及保证结构的整体稳定性，应根据厂房的结构形式，车间吊车的设置，振动设备以及厂房的跨度、高度、温度区段的长度等情况布置可靠的支撑系统。厂房每一温度区段应设置稳定的柱间支撑系统，并与屋盖的横向水平支撑的布置相协调。下柱支撑应尽可能设在温度区段的中部，使吊车梁等纵向构件能随着温度的变化比较自由地向区段两端伸缩。当温度区段的长度不大时，一般在温度区段的中部设置一道下柱支撑。当温度区段的长度大于150米时（7度）或120米时（8度，9度），应在厂房1/3区段内各布置一道下柱支撑，支撑间距不应大于60米。上柱柱间支撑应布置在厂房单元两端和有下柱支撑的柱间。

2.屋面支撑的布置

厂房结构应有完整的支撑体系以形成有效的传力途径，首先，应设置屋面横向水平支撑，屋面横向水平支撑可增强屋面刚度，保证屋面梁的侧向稳定性，将抗风柱作用于屋面梁的风荷载通过支撑传至柱顶。同时在横向交叉支撑之间应设置刚性压杆以形成传递水平力的几何不变体系。其次应在柱顶、屋脊及刚架转折处设通长系杆，当抗风柱与刚架梁上翼缘连接时，在相应位置的端跨设置刚性压杆，以传递抗风柱传来的力。当设有带驾驶室且起重量大于15t的桥式吊车的跨间，在屋盖两侧设纵向水平支撑，它可使吊车荷载产生的柱顶横向荷载分布到相邻的刚架柱，提高厂房的整体刚度。屋面横向水平支撑应与柱间支撑相协调，一般应设在同一跨间，形成一个几何不变的支撑体系。屋面纵向支撑应尽可能同横向支撑形成一个封闭的支撑系统，以增强整个厂房的刚度。对于轻型钢结构厂房，应在刚架梁下翼缘受压处设置隅撑，保证刚架梁的侧向稳定性且作为刚架梁的平面外支撑点。而对于吊车起重量很大的钢结构厂房，其刚架梁的平面外计算长度宜取屋面交叉支撑间距离，屋面交叉支撑点处设通长系杆，在屋面支撑跨间为刚性系杆，其余跨间为拉杆即可。屋面支撑及柱间支撑杆件宜采用型钢支撑；当吊车起重量小于5吨时，屋面支撑也可以采用圆钢支撑，但应采用花篮螺栓张紧，保证屋面的刚度。

四.拉条的设置

关于拉条的设置，拉条的力一般需传至刚架上，在屋脊处设置斜拉条及撑杆，拉条的力在屋脊处从斜拉条及撑杆传至檩条的端部，靠近檩条与刚架节点，相当于传至刚架。撑杆必须与斜拉条同时设置，才能形成一个几何不变传力体系。同时，当屋面开天窗时，在开天窗处的下侧也应设置斜拉条及撑杆，否则拉条的力都传至开孔处的檩条，如果这根檩条不加强，很可能造成这根檩条的强度不足而产生破坏。当墙面开窗时，应在窗洞下设斜拉条及撑杆，把窗下侧的力传至刚架。有时当墙面很高时，仅在墙面顶处设置斜拉条及撑杆就不一定能瞒足要求，应在墙面增设撑杆及斜拉条，可将一部分力传至相邻的刚架柱上。对于墙板，特别是单侧挂板的墙面，宜设置双拉条，外侧拉条的作用作为墙板在竖向自重下的墙梁支撑点，里侧拉条可作为墙梁在水平风荷载下受压翼缘的侧向支点，以提高墙梁在风荷载作用下的整体稳定性。对于屋面檩条，由于屋面板一般为扣合式，屋面板与檩条间可有微小错动，并不能约束檩条上翼缘，应在高度三分之一处设置拉条。当柱距大于6米时，应在三分之一处各设一道拉条。

五.梁柱拼接节点设计

刚架斜梁与柱的连接为刚接，可采用端板竖放，端板横放，和端板斜放3种形式。端板斜放，施工比较困难，所以一般不采用。横梁拼接时宜使端板与构件外边缘垂直。主刚架构件的连接宜采用高强螺栓，宜采用承压型和摩擦型连接。

六.柱脚设计

当厂房内无吊车时，柱脚可采用铰接。当设有吊车、檐口高度较高或刚度要求较高时，柱脚与基础可采用刚性连接，这样可以提高厂房的整体刚度，减小刚架侧移。6，7度时可采用外露式柱脚，8，9度时可采用埋入式，插入式柱脚，也可采用外包式柱脚。近年来，将钢柱直接插入混凝土内用二次浇灌层固定的插入式刚接柱脚已经频繁用于单层工业厂房中，效果很好，并不影响安装调整。这种柱脚构造简单，节约钢材且安全可靠，可用于大跨度、有吊车的厂房中。

七.基础设计

对于钢结构厂房铰接柱脚，基础仅受轴心荷载作用，设计比较简单；而对于刚性固定柱脚，基础则要受偏心荷载作用，对于钢结构厂房，钢构件自重较轻，水平地震作用较小，水平控制荷载多为水平风荷载和吊车荷载。当风荷载与吊车荷载很大时，在偏心荷载的作用下基础底面反力不均匀，造成偏心距过大，基地压力很不均匀，压力最大值将大幅度增加，可能导致基础倾斜，影响吊车厂房的正常使用。对一般带吊车厂房的柱基础要求Pmin>0（e≤b/6），即不出现基础底面与地面脱离的情况。由于外界因素，基础不可以做的过大时，可以通过增加压重的办法减小偏心距，从而减小基础的大小。可以采取以下两种方法：一是增加基础埋深，基础短柱加高，柱底标高不变，这样既不影响柱子，又可以减小基础大小。二是厂房底部设置砖墙，使墙体自重通过基础梁传至基础上，也达到增加压重的目的。

八.总结

1.要根据厂方内部吊车情况及厂房高度来选择应该遵循的规范。

2.单层钢结构厂房在有吊车的情况下宜选择等截面柱，刚性固定柱脚。

3.为确保厂房承重结构的正常工作，提高整体刚度，厂房内柱间支撑，屋面水平支撑及系杆的合理布置极为重要。

4.钢结构厂房基础偏心距较大，可以通过增加基础自重的方法来减小基础面积。

参考文献

1.《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》CECS 102-2002

2.《钢结构设计规范》 GB 50017-2003

3.《建筑抗震设计规范》 GB 50011-2010

篇（8）

中图分类号： TU391 文献标识码： A

一、钢结构厂房的优势及特点

1、钢结构厂房的优势

1.钢结构的安装速度比较快，而且其组成零件和部件等已经实现了批量生产，其焊接、开孔等作业的质量控制措施和技术措施等已经比较成熟，所以可在一定程度上缩短施工周期。

2.与混凝土结构相比较，钢结构具备较高的抗震能力，加上钢结构本身的重量比较轻，所以大幅降低了基底反力。

3.通常而言，钢结构的强度比较高，钢材属于强度比较高的材料，这就决定了钢结构的建设成本较低，而且可以重复利用，有效避免了材料的浪费，属于环保材料。

2、钢结构厂房设计的特点

（1）就结构的跨度而言，钢结构的跨度比较大，厂房使用的柱子通常比较高。众所周知，生产厂房属于生产企业的重要基础设施，所以其产品的体积与重量等一般情况下比较大。但是钢结构的体积与质量却较好的满足了这一要求，其重量比较轻，体积也不是很大。

（2）钢结构的纵向柱距一般比较大，如果是重工业的厂房结构，则应根据行业的特点进行钢结构的设计。当前，钢结构厂房主要用于大中型机械加工、大型冶炼电炉和配电车间等。所以，这就要求在设计钢结构时，应充分发挥钢结构厂房纵向的空间，从而完善厂房的工业设备布局。一般情况下，重型钢结构厂房的纵向柱距宜控制在12-24m范围内。

（3）对于钢结构厂房来说，吊车作业量比较大，吊车的使用频率也比较高。所以，在设计工业钢结构厂房时，应采用重级工作制吊车与中级工作制吊车中的一种。

（4）钢结构厂房承重构件截面面积一般比较大，为了使其可以承受较大的吨位，一般需要结合具体工程的实际，通过优化结构的措施，提高钢结构厂房的刚度。在设计时，采用格构式构件与桁架，能够提高钢结构的承载能力。

二.当前建筑钢结构设计存在的问题

1.理念高度不够

目前国内钢结构设计一般为设计院根据生产需要按国家现行规范进行施工图设计，然后由有资质的专业钢结构单位二次放样详图设计。钢结构施工企业水平的参差不齐，由于缺乏计算软件和整体配套设计，导致工程质量下降。很多钢结构施工单位的钢结构放样详图设计水平很低，且承担工程的设计人员很多都是刚毕业的学生，在设计的时候没有经验，也缺乏对钢结构设计的了解，任意嵌套并且对关键技术不认真进行探讨，脑海中没有结构体系的概念，对国家规范及图集研究的不深，导致经常在一些关键节点上出错。设计院出的结构布置施工图只是一个简单的线条图以及对一些布局关键的“节点设计”，需要详图设计员在二次放样中根据原设计理念体现出来。例如“全焊接节点”或“全局组节点”，这些节点要求详图设计要安全合理，施工单位想要做到这一点就必须将设计的“联建”、“轴承细节”、“建筑安装”理解透，多专业配合的借助辅助软件来完成，所以施工企业和详图设计人员要去下功夫好好学习。同时也有些施工单位为了节约钢材，降低成本，盲目优化结构节省钢材，造成严重工程质量事故和经济损失。一切的设计、施工都必须满足国家现行规范和行业标准的要求，设计院的施工图设计必须满足理念高度的要求，施工单位也须根据原设计进行二次放样设计，禁止“施工组织设计”、“详细设计”、“超规范设计”等不良现象的出现，以高标准的要求来保证工程的质量。

2.建筑钢结构的防火性、防腐蚀性不强

一是缺乏较强的耐火性。从钢材来看，缺乏足够的耐火性，当温度超过400℃时，钢材的屈服强度就只能是室温下强度的1/2。当温度大于600℃时，钢材的刚度、强度就会完全丧失。故此，防火是钢结构建筑物必须考虑的因素。如果钢结构建筑物的防火措施不到位，一旦遭遇火灾，就会被严重破坏。因此，从设计规定来看，当钢材表面温度高于150℃时，就需要进行隔热防护，特别是一些对防火具有特殊要求的建筑，更需要采用特殊的材料和措施进行隔热防护。二是钢材缺乏较强的耐腐蚀性。因此，如果其环境中有较强的腐蚀性介质，是不能够采用钢结构的。如果钢结构建筑不采取防腐蚀措施，长期受到腐蚀介质的侵蚀，也非常容易出现腐蚀生锈，这样不仅影响钢结构建筑的美观，而且会影响钢材料的承载能力和建筑物的适用寿命。故此，为了尽可能地做好钢结构建筑防腐措施，当前国内最常用的方式就是在钢结构外增加防护层。从防护层的种类来看，主要有金属类防护层、化学防护层及非金属防护层。在涂装防护层之前，必须做好彻底基层除锈工作，且要确保防锈及涂层与相关要求相符合，做到合二为一。

3.物理问题

钢材具有良好的传导性，因此钢结构建筑物存在保温、隔热、隔声等问题，这些问题可通过新材料、新工艺去解决。例如，在冬季可通过建筑围护结构表面吸收热量，将部分热量通过内护结构间的热传导连接件传到室内，通过内表面的吸收，保证室内温度。在大空间的公共建筑中，为解决声音的回音反射及噪声控制，可采用反射板并利用一定的软设计全面综合设计，增强钢结构建筑物在吸声、吸湿等方面的性能。

三.建筑钢结构设计的改进措施

1.在结构形式与布置方面的改进

钢结构有多种形式，如框架、网架、平面桁架、索膜等结构形式，这些不同的结构，其特点也不相同，故此，在设计时，必须根据实际需要进行科学合理的选型。在布置钢结构时，必须要考虑到所选结构模式的特征、性质、荷载分布等情况。一般应该按照刚度均匀的要求进行设计，对荷载、动载进行最有效地控制，使钢结构能够达到最佳的传力效果。例如，在工业厂房设计时，假如车间内需要大量的悬挂荷载和移动荷载，就应该在设计时尽量地选用网架结构，而不选择门式刚架。

2.通过利用钢材截面改进设计

当初步确定钢结构的位置和形式后，就应该按照柱距、跨度、荷载等参数估算构件结构的截面，做好梁、柱截面的假定。从支座以及荷载来估算，使钢梁截面高度在合理的范围之内。在确定截面时，为了确保其计算的准确性，应该尽可能根据构件的计算长度和柱距、跨度、高度等因素来确定。因此，选择合适的构件截面，合理的结构体系，合理的节点做法等是建筑物安全、经济、美观的基础。

3.从结构分析进行改进

设计人员专业知识要全、要专，对不同的结构设计软件操作要熟练。目前在钢结构实际设计过程中，通常结构分析为线性弹性分析，条件允许时考虑P-，P-δ。新近的一些有限元软件可以部分考虑几何非线性及钢材的弹塑性能，这为更精确地分析结构提供了有利条件。对于一些特型的复杂结构，需要不同的计算软件建模计算，计算后人工对不同软件的计算结果进行详细的数据分析，在对比中找到最优的方案。

建筑设计理念、结构设计概念要清楚。建筑设计采用节能环保材料，结构分析时充分考虑建筑物稳定性、安全性。例如在考虑多层建筑钢结构体系时，纯框架侧移不满足时，可以采用带支撑的框架，在框架体系中，沿结构的纵、横两个方向布置一定数量的支撑，形成一个支撑芯筒，能获得比纯框架结构大的多的抗侧力刚度，可以明显减小建筑物的层间位移，增强建筑物的抗震性能。

4.从节点的设计方面进行改进

在进行结构分析时，必须对节点的形式进行充分地考虑。如果分析不到位，就容易导致模型中的节点与设计中的节点不完全符合。值得注意的是，不同的结构，其传力特点也不同。一般按照传力特点的不同，可以将节点分为刚接、半刚接和铰接。在选用节点的时候，必须准确地判断节点的连接方式，以确保设计的合理性与安全性。在节点设计时，还应对施工人员、施工现场环境、吊装安装等所需要的条件进行充分考虑，这样才能确保建筑钢结构设计的科学性和合理性。

结束语

钢结构设计拥有众多的优势和利于人们可持续发展的状态。随着科学的进步，时代的发展和人们的生活态度、习性的改变，越来越多的钢结构建筑将会从观赏性建筑走向人们的生活区间。在不久的未来，钢结构设计势必将成为未来建筑的主流。

参考文献

[1]陈飞.浅谈钢结构厂房设计现状及优化对策田.中国断技术新产品，2014，（1）.

篇（9）

Abstract: In the rapid development of national socio-economic background, the original function and form a single factory premises can not meet the needs of modern industrial development, such as joint industrial buildings, flexible workshop and modern new multi-functional plant in the background next appear in succession. Functional diversification led to the complex structure of the industrial plant, design difficulties, it is necessary to strengthen the analysis of the structural design of the multi-storey industrial plant, to enable them to achieve optimal coordination of structural design to accommodate the needs of modern production methods.

Keywords: multi-storey factory building; structure; design

中图分类号：TU381文献标识码： A 文章编号：

1.多层工业厂房的结构要点

多层厂房一般需要比较大的空间来布置各种生产设施，结构决定了厂房的空间大小。在工艺条件许可情况下，多层工业厂房的一般结构通常采用框架结构，其结构布置普遍遵循以下原则：构造体系一定要规则和简明，房屋结构的刚度中心要求与厂房的质量中心尽量靠拢，避免出现厂房空间结构扭曲的现象。另外，厂房柱网的布置要对称均匀。同时应该极力避免厂房结构应力过度集中和形态发生变化而引起的凹角和收缩，以及由于结构过多的纵向变化引起的内部收缩和外部伸展。通过综合设计，是厂房的结构特点能够适应各种需求[1]。

1.1控制横纵向框架的周期

多层厂房的结构决定了其纵向要以较少的支柱支撑整栋厂房，而且其支柱跨度方向过大，于此同时，柱距方向的尺寸一般很小，柱子多。这一结构特点决定了大型厂房一般都采用横向控制方法，这样厂房的纵横向的抗震能力就比较接近，这使得能有效抗震的同时还能让厂房结构设计得更为合理。

1.2合理规划电梯的部置

由于多层厂房一般存在货物与设备过于沉重人力无法搬运的情况，所以必须货物搬运的具置合理的安排电梯的布置，使之能够满足竖向运输的需要。电梯一般为钢筋混凝土制成，其结构刚度很大，对建筑物的重心有一定的偏移作用，所以在具体的布置上应该尽量避免把电梯布置在建筑物角落处。同时还要对电梯旁边的楼板及框架采取必要的加强措施。

1.3地震带的厂房应少设防震缝

由于地震区厂房的伸缩缝是一致的，厂房较长时，对抗震不利。所以最好能够通过采取一些施工和构造措来减少伸缩缝。在具体施工中，应该在结构受力影响最小的地方设置后浇带；在容易受温度影响的底层、顶层和其它墙体等部位，根据实际情况可以增加钢筋数量；通过对厂房设置架空层以形成通风屋面来增加抗震效果。

2.多层工业厂房的结构体系

多层工业厂房的结构体系主要包括框架一支撑体系、纯框架体系、钢架加支撑的混合体系三种。

2.1框架一支撑体系

框架一支撑体系就是厂房横向采用刚接框架，纵向采用柱一支撑体系，采取柱间支撑方式来抵消水平荷载。这种结构体系在成本上比较节省，但是柱间支撑会对厂房造成不利影响。横向较短、纵向过长的厂房一般采用这种结构。

2.2纯框架体系

纯框架体系就是不设置柱间支撑，而在纵横两个方向都采用刚接框架。这种结构适合采用横纵向惯性相近的截面形式，对工字型柱使用有限制，其最大的优点就是厂房空间的使用比较自由。

2.3钢架加支撑的混合体系

这种混合结构体系把框架一支撑体系和纯框架体系的优点集合在一起，从而凭借两种结构混合优势来抵抗水平拉移力。一般在楼面刚度要求很大的情况下采取这种混合形式，从而能够发挥柱间支撑的作用，有效的减少柱的纵向弯矩。

3.多层厂房结构设计现状

3.1结构设计与工艺设计的协调

多层厂房的建造和使用都是为了生产，结构设计作为厂房建造的辅助专业，应该要服从于工艺要求。在具体的结构设计中，结构设计往往不能满足工艺设计要求，但是工艺条件作为厂房建造使用的首要遵循条件，所以结构设计应该做相应修改以使其能与工艺设计相融合。在方案设计阶段，结构设计人员应多与工艺设计人员交流，尽量了解熟知工艺布置和相应结构要求，避免在设计和施工中产生不必要的麻烦。

3.2多层厂房结构计算

现代计算机硬软件的发展使得对多层厂房结构各种计算变得更加快捷准确。

3.2.1楼面等效荷载的计算

结构计算的条件是楼面荷载计算，荷载取值的准确性对结构计算准确性有很大影响。多层工业建筑楼面活荷载大于多高层民用建筑。有些中小型机床上柱上和梁上有吊车荷载，其跨度柱网要大于民用建筑，其特征是几乎整个平面没有内隔墙。多层工业厂房结构一般为现浇钢筋混凝土的梁柱结构，比民用建筑板厚粗，而且楼面刚度非常大，因此为减少刚度影响，电梯货梯间一般使用框架填充墙结构。

3.2.2节点核心区的抗剪验算

“强柱弱梁更强节点”这一原则应该运用在设计框架节点的过程中，同时还要对各级抗震节点进行相应的受剪承载力计算。实际上，多层厂房的横梁和支柱中心线并不能以理论值达到重合状态，而且其比较大的柱截面和节点偏心都会对柱节点核心区的受力和构造状况造成不良影响。因此，抗剪验算对于节点核心区来说非常重要。

3.2.3罕遇地震的验算

厂房抗震设计的原则有三点，就是“小震不坏，中震可修，大震不倒”。根据“小震不坏”的需要来进行抗震验算，根据“中震可修”的情况来加强结构验算，根据“大震不倒”的要求来进行罕遇验算。一般来讲，多层厂房建设经费中，对设备的采购维护投资远远多余土建投资，对罕遇地震进行验算是非常有必要的。

3.2.4与电梯井筒相连框架的考虑

过去多层工业厂房结构采用纯框架计算来给电梯井壁配筋，造成不安全隐患增加。现在应该采用壁式框架计算数值来给井壁进行配筋[2]。

篇（10）

Abstract: the door frame structure is currently in the single industrial workshop in a wide range of applications, this paper in combination with an industrial plant construction practice and related material, according to the design and material choice, discusses the door frame of the construction of the factory building, processes and key points of attention, can provide reference for similar project and reference.

Keywords: steel structure; Plant design; Material selection

中图分类号： TU391 文献标识码： A 文章编号：

0引言

门式刚架结构因其自重轻、施工速度快、工业化程度高、抗震性能好、构件工厂制作、安装方便、综合经济和社会效益好、环保等优点在工业建筑工程中被广泛应用，并因此成为钢结构房屋体系中发展最快的一种。2002年国家颁布了CECS102：2002门式刚架轻型房屋钢结构技术规程(以下简称《门刚规程》)，为门式刚架结构的应用和发展创造了更有利的条件。

1 项目概况

上海新研工程有限公司厂房为大跨度单层四跨厂房，厂房上部结构采用钢结构，基础采用钢筋混凝土独立基础。跨度为18m，柱距为7.5m，全长120m，车间内设有四台吊车，为28t/5t桥式吊车和10t中级(A5)电动单梁吊车，工字形钢吊车梁，吊车轨顶标高为9.8m及11.0m，柱顶标高为11.3m~14.2m，护采用彩色钢板夹聚苯乙烯保温板。其中28t/5t桥式吊车那跨柱子采用的是格构式的柱子，缀条式构件。

2设计方案

2.1结构形式分析

对于设计人员，如何确定工业厂房结构形式是非常重要的。工业厂房一般有以下几种结构形式：砌体结构、钢筋混凝土排架结构、钢结构。砌体结构适用于跨度比较小、无起重或小起重设备的厂房；钢筋混凝土排架结构是工业厂房最常用的结构形式之一，但由于其刚度大、自重大，地震力也大，占用场地大、施工工期较长；而钢结构厂房(特别是门式刚架厂房)相比有以下优点：

1)自重轻、柔性好、抗震性能好；

2)安装方便、施工工期短；

3)轻钢结构是一种绿色环保结构，具有较高的利用价值。由于本工程厂房跨度较大，起重吊车吨位较高，施工场地小，工期要求短，所以选择了门式刚架结构。

2.2柱距、跨度设计

工业厂房结构布置中，在满足场地的条件下，符合设备布置、工艺合理的要求下，应优先考虑厂房的最优柱距和最优跨度。对于常用刚架厂房，其跨度一般为9m～36m。在选择厂房跨度时，不宜盲目追求大跨度或小跨度，而要根据实际情况，选择合理的经济跨度。

2.3荷载取值

门式刚架厂房结构主要荷载为吊车荷载、竖向自重荷载、雪荷载、屋面活荷载、风荷载等。计算钢梁时《门刚规程》规定屋面活荷载为0.5kN/m2，但构件的荷载面积大于60m2时，取值为0.3kN/m2；雪荷载按照《建筑结构荷载规范》中的要求进行计算，根据不同类别的屋面形式，屋面积雪分布系数按表6.2.1采用，但必须注意表中的小注，否则就会出错。屋面均布活荷载不应与雪荷载同时组合。

吊车荷载是工业厂房的最主要荷载，分为吊车竖向荷载和吊车水平荷载。按照《建筑结构荷载规范》中的要求，吊车竖向荷载标准值，应采用吊车最大轮压或最小轮压；吊车横向水平荷载取值时一定要分清软钩吊车和硬钩吊车，取值是不一样的。在此特别注意的是GB50017-2003钢结构设计规范在计算重级工作制(A6～A8)吊车梁及其制动结构的强度、稳定性以及连接的强度时，应考虑由吊车摆动引起的横向水平力HK(此水平力不与建筑结构荷载规范规定的吊车横向水平荷载同时考虑)，HK=apk.max，通常情况下此横向水平力要比建筑结构荷载规范规定的吊车横向水平荷载大。

2.4刚架梁柱设计

门式刚架是梁、柱单元构件的组合体，是主要的承重构件。刚架梁柱的截面尺寸应根据其跨度、柱距、屋面荷载及吊车吨位确定。一般门式刚架由变截面的实腹焊接工字型或轧制H型截面柱和梁组成。刚架斜梁一般情况下，当跨度小于24m时采用等截面，当跨度不小于24m时采用变截面。在门式刚架厂房结构体系中，常采用单跨、双跨、多跨、双坡或单坡的单层门式刚架。

屋盖宜采用压型钢板屋面板和冷弯薄壁型钢檩条；外墙宜采用压型钢板墙面板和冷弯薄壁型钢墙梁。通常厂房外墙在离地面1.5m高范围内采用砖砌体，以防腐蚀、碰撞发生损坏。

3材料设计

3.1钢材设计

作为设计人员，应充分了解各种型号钢材市场价格后，对钢材的选用进行优化设计，并根据截面强度和结构变形等不同强度选用相应的钢材。一般厂房的门式刚架等构件宜采用Q235-B或Q345-A的钢。

3.2螺栓设计

对于厂房门式刚架的柱与梁、梁与梁的连接，一般采用高强度螺栓(8.8级或10.9级)。在设计说明中应给定高强度螺栓的性能等级和连接材料的摩擦数。目前厂房设计一般用摩擦型连接。地脚螺栓一般采用C级螺栓，C级螺栓与构件固定后，应采用双螺帽或将螺丝丝口打毛等其他有效措施，防止松动。

4连接节点设计分析

连接节点的设计是钢结构设计中重要内容之一。钢结构的连接方法可分为焊接、铆接、普通螺栓连接、高强螺栓连接。

4.1梁柱或横梁节点设计

工业厂房一般情况下梁柱或横梁节点的连接采用高强螺栓连接或高强螺栓焊连接。

端板连接是门式刚架目前实际工程中应用最多的梁柱或横梁间节点连接类型，主要有外伸式、平板式、外伸式加肋等几种形式。加劲肋能大大提高节点抗弯能力，有效减少螺栓数量和端板厚度，故一般优先选用外伸式加肋的节点形式。

对于有吊车及大跨度，大荷载厂房的梁柱节点，应采用全焊与螺栓焊连接节点，此焊连接节点具有节点转动刚度大，工程费用低，但高空焊接工作量大。

4.2柱脚连接设计

厂房的钢柱与混凝土基础通过锚栓连接形成了柱脚。柱脚根据能否抵抗弯矩分为刚接柱脚或铰接柱脚。确定柱脚的刚接和铰接，关键在于锚栓布置。柱脚的区别在于对侧移的控制，如果结构对侧移控制较严，则采用刚接柱脚，其余情况下，柱脚可设计成铰接。另外，如果底板和基础顶面的摩擦不能满足柱底剪力的传递要求，则须设置抗剪键，通常对有吊车的厂房需设置抗剪键。本工程就设置了抗剪键。

5防腐蚀和防火设计分析

5.1防腐蚀设计

钢结构的优点非常多，但它生锈腐蚀是一个致命的缺陷。钢结构的腐蚀不仅可能造成巨大的经济损失，也给结构的安全带来了隐患。本人曾经遇到过某选煤厂主洗煤车间，由于经常用水，车间内环境非常潮湿，导致钢结构厂房下部工字形钢柱结构腐蚀非常严重，有的柱腹板、翼缘板局部已腐蚀透，给主洗煤车间造成非常大的安全隐患。所以钢结构的防腐蚀设计和施工非常重要。

钢结构的防腐包括防锈和涂装：

1)钢结构的防腐关键在于除锈。只有彻底除锈才能消除隐患。除锈宜用喷砂或抛丸除锈，除锈等级不低一般为Sa2.5；2)钢结构表面在涂底漆之前，应彻底清除铁锈、焊渣、毛刺、油污、漆层、积水、积雪及泥土等；3)在钢结构表面刷防腐涂料，并应给定涂膜厚度。

5.2防火设计

根据GB50016-2006建筑设计防火规范中的要求进行防火设计。钢结构耐火性能差，其耐火极限仅为15min，厂房是否进行防火设计应根据厂房的生产类别和耐火极限来确定，对于耐火等级为二级的厂房，当厂房的生产类别为丁、戊类时可不进行防火设计；对于厂房的生产类别为甲、乙、丙类时应进行防火设计。必须对钢结构构件表面采取防火措施，主要有：涂抹防火涂料；将耐火轻质板作为防火外包层；在构件浇筑混凝土或砌筑耐火砖。一般门式刚架的承重钢结构宜采用防火涂料防火。板、梁一般采用超薄型及薄型防火涂料，柱采用厚型防火涂料。

6结语

综上所述，本车间建成投产后，使用良好，获得了建设单位的一致好评。作为工程设计人员，先后完成了多项门式刚架厂房的设计，取得了一些设计经验。

随着门式刚架结构设计和施工技术的日益成熟，门式刚架在工业厂房中的应用前景非常广阔。设计师一定要与时俱进，时刻掌握设计新理念，设计出更加经济、合理、安全、环保的门式刚架结构厂房。

参考文献：

[1]GB50017-2003，钢结构设计规范[S].

[2]CECS102：2002，门式刚架轻型房屋钢结构技术规程[S].

[3]GB50009-2001，建筑结构荷载规范(2006年版)[S].

篇（11）

中图分类号： TU318 文献标识码： A

因门式钢架结构具有适用范围广，成本低，质量轻等特点，在在单层工业厂房中得以广泛应用。要加强对该类结构的研究分析，充分运用到实践中，从而创造更大的经济效益。本文通过对实践研究，对单层门式钢架结构工业厂房结构设计作出了具体的分析。

1 单层轻型门式刚架结构设计

( 1) 一般来说，门式刚架结构构件强度较弱、弯折性较小，整个结构刚性较低，因此要针对其上述特点做好运输和安装过程中的防护措施，以保证构件不受外力影响发生形变。

( 2) 要做好支撑结构整体布局和规划，做好墙体、屋顶与面板之间的对接处理，提高整体结构的稳定性。

( 3) 结构组成部件大多为薄壁轻质材料，要针对其物理特性做好安装和运输过程中的防护工作。

( 4) 由于构件为钢材材质，因此要考虑钢材生锈导致结构构件受力下降的问题。

( 5) 门式刚架的梁柱多采用变截面杆件，梁柱腹板在设计时考虑利用屈曲后的强度，所以塑性设计不再适用。

( 6) 设计中要合理处理轻型化可能导致的一些问题，例如大风力可能导致屋面荷载过大的问题等。

2 结构布置

2. 1 刚架的建筑尺寸和布置

门式刚架跨度控制在 10 ～35 m 内为宜，如果柱宽度不均等，要向外侧对齐。其高度要视室内高度来合理调整，一般不高于 9 m、不低于 4. 5 m。门式刚架之间的距离也要根据钢架跨度、负荷大小来合理确定，通常有三种距离可选择： 即 6 m、7. 5 m、9 m。纵向温度区段小于 300 m，横向温度区段小于 150 m( 如果有其他特殊要求时，可适当调整大小) 。

2. 2 檩条和墙梁的布置

檩条间距大小要综合考虑多种因素，例如天窗大小和个数、屋脊长度、采光度要求、檩条长度和刚度等，没有特殊要求的情况，通常采用等间距布局，在屋脊处两侧均匀布置一道，在天沟处布置一道。侧墙墙梁的设计要根据窗户、门和雨搭的设计要求来综合权衡，确保整体功能达到设计要求。

2. 3 支撑和刚性系杆的布置

( 1) 在每个温度区段内都要保证其具有独立的空间稳定性结构。

( 2) 在进行柱间支撑开间设计时，要对屋盖做横向支撑结构设计，以提高整个结构的几何稳定性。

( 3) 端部支撑一般设置在温度区段端部的第一二个开间位置。柱间支撑之间的距离要根据房屋纵向受力分布情况来确定，通常控制在 30 ～ 45 m 范围内，如果配置了吊车，可以最大至 60 m。

( 4) 如果房屋高度较高时，要采用分层结构的柱间支撑体系； 如果房屋宽度超过 50 m，内部要采用支撑结构。

( 5) 当端部支撑设在端部第二个开间时，在第一个开间的相应位置应设置刚性系杆。

( 6) 在刚架的转折处，要根据房屋的长度来设置刚性系杆，以保证房屋结构稳定性。

( 7) 由支撑斜杆等组成的水平桁架，其直腹杆宜按刚性系杆考虑。

( 8) 刚性系杆也可以采用檩条材料替代，此时要保证檩条具有良好的受力和刚度性能，如果檩条达不到这方面的性能标准，可以考虑在刚架斜梁间加装 H 型钢或者钢柱来提高其的工作强度。

( 9) 如果屋内设置了重量超过5 t 的吊车，要采用型钢材料的柱间支撑设计； 如果不能使用柱间支撑，则可考虑用纵向刚架来替代。

3 刚架设计

3. 1 荷载及荷载组合

3. 1. 1 永久荷载

永久荷载是指结构自重和施加在结构上的各种外力之和，如屋面、檩条、支撑、吊顶、墙面构件和刚架自重等。

3. 1. 2 可变荷载

可变荷载包括屋面活荷载( 在设计屋面板和檩条时，要定期检查其负荷能力变化，其标准值为1 kN) 、屋面结构受力和积尘受力、吊车自重、风力影响等。

3. 1. 3 荷载组合

荷载组合要严格按照《建筑结构荷载设计规范》GB50009－2012中有关规定来配置，对门式刚架的设计，则可参考《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》CECS102∶2002中的有关规定来设计：

( 1) 屋面均匀荷载与雪荷载不能累加计算，而是取其中最大值。

( 2) 积灰荷载一般低于雪荷载和屋面均布活荷载，因此不需要对其进行额外考虑。

( 3) 在施工或检修集中荷载时，不将房屋构件自重产生的荷载考虑在内。

( 4) 多台吊车的组合应符合《建筑结构荷载设计规范》中的规定。

( 5) 当需要考虑地震作用时，风荷载不与地震作用同时考虑。

3. 2 刚架内力和侧移计算

3. 2. 1 内力计算

变截面门式刚架的内力计算可采用弹性分析方法来实现，塑性分析方法的使用具有严格的限制条件，那就是要求钢架梁柱都为等截面时才可使用。具体计算方法主要采用杆系单元的有限元法或者称直接刚度法，结合计算机软件来实现。针对地震造成的外力负荷大小，可以采用底部剪力法来计算。通过计算出各种负荷组合的内力数据后，再确定截面的内力大小，一般而言，控制截面 的位置大多分布在柱底、柱顶、柱牛腿连接处等处。控制截面的内力组合主要有：

( 1) 最大轴压力 Nmax和同时出现的 M 及 V 的较大值。

( 2) 最大弯矩 Mmax和同时出现的 N 及 V 的较大值。

( 3) 最小轴压力 Nmin和相应的 M 及 V，出现在永久荷载和风荷载共同作用下，当柱脚铰接时 M =0。

3. 2. 2 侧移计算

通常采用弹性分析方法来确定变截面门式刚架的柱顶侧移数据，取多次计算平均结果作为标准值。如果最后得到的侧移刚度数据不达标时，可采用以下方法进行适当修正： 例如适当扩大截面面积，采用刚接柱脚替代铰柱脚；把多跨框架中的个别摇摆柱改为上端和梁刚接。

3. 3 刚架结构中的柱和梁设计

( 1) 梁柱板件的厚宽比例大小和腹板最大弯曲形变利用率。

( 2) 测算刚架梁柱构件的最大强度极限值。

( 3) 梁腹板支撑体系的设计。( ＇梁腹板安装位置要选在两柱之间位置，在翼缘转折处增加横向受力支撑) 。

( 4) 测算变截面柱在结构内的长度上限值。

( 5) 测试变截面柱在结构内的物理稳定性。

( 6) 变截面柱对整个钢架结构的稳定性影响评估。

( 7) 斜梁和隅撑的受力大小和负荷强度测算。

( 8) 节点设计。

4 附属结构构件设计

4. 1 压型钢板设计

( 1) 要结合建筑用途、功能和使用寿命来确定压型钢板材料型号和规格，在工程实践中，多采用 Q235 － B 钢。

( 2) 压型钢板具有多种截面种类选择，根据波高大小将波板分为三类： 低波板、中波板和高波板。波高越高，截面的刚度越大，其负荷能力也就更大。

( 3) 压型钢板的强度和挠度计算方法是，选取单槽口的有效截面按受弯构件来综合计算。主要计算对象包含以下几方面内容： 压型钢板腹板应力大小、支座处腹板局部突变负荷大小、挠度上下限值测量等。

( 4) 压型钢板规格和参数指标还要满足其他特殊设计要求。

4. 2 檩条设计

( 1) 檩条的截面设计有两种选择： 实腹式和格构式。如果檩条跨度小于 8 m，一般采用 实腹式檩条为宜。

( 2) 檩条采用双向受弯结构设计，对其进行受力分析时，要以两个轴心为中心来开展截面弯矩受力计算。

( 3) 檩条安装之前要经过刚度检测、稳定性检测和形变大小检测，检测合格后方可安装使用。

( 4) 檩条还要达到其他使用标准规定。

总结

单层轻型门式刚架由于其工业化程度较高、质量较轻等优势，因此在各领域中广泛应用，在在钢架结构厂房的施工中，需要做好安装前的结构设计工作，在具体设计过程中，应该根据各个项目的具体特点进行建筑结构设计，使设计安全可靠，经济合理且美观大方的同时，保证结构设计的质量达到一个最优值，使厂房的结构设计得到优化。

参考文献